第1章 计算流体力学基础与网格概述 1
1.1 计算流体力学基础 1
1.1.1 计算流体力学的发展 1
1.1.2 计算流体力学的求解过程 2
1.1.3 数值模拟方法和分类 3
1.1.4 有限体积法的基本思想 4
1.1.5 有限体积法的求解方法 6
1.2 网格概述 7
1.2.1 网格划分技术 7
1.2.2 结构化网格 8
1.2.3 非结构化网格 10
1.3 常用的网格划分软件 12
1.3.1 Gridgen 12
1.3.2 Gambit 12
1.3.3 Hypermesh 12
1.3.4 Tgrid 13
1.3.5 ICEM CFD 13
1.4 本章小结 13
第2章 ICEM CFD软件简介 14
2.1 ANSYS ICEM CFD简介 14
2.1.1 ICEM CFD特点 14
2.1.2 ICEM CFD文件类型 16
2.2 ICEM CFD的用户界面 16
2.3 ICEM CFD基础知识 20
2.3.1 软件基本操作 20
2.3.2 ICEM CFD工作流程 20
2.3.3 网格生成方法 21
2.3.4 块的生成 30
2.3.5 网格输出 35
2.4 ANSYS ICEM CFD实例分析 36
2.4.1 启动ICEM CFD并建立分析项目 36
2.4.2 导入几何模型 36
2.4.3 模型建立 37
2.4.4 网格生成 39
2.4.5 网格编辑 40
2.4.6 网格输出 41
2.5 本章小结 41
第3章 几何模型处理 42
3.1 几何模型的创建 42
3.1.1 点的创建 42
3.1.2 线的创建 44
3.1.3 面的创建 45
3.2 几何模型的导入 46
3.3 几何模型的修改 47
3.3.1 曲线的修改 47
3.3.2 曲面的修改 47
3.3.3 刻面清理 48
3.3.4 几何修补 49
3.3.5 几何变换 49
3.3.6 几何删除 50
3.4 阀门几何模型修改实例分析 50
3.4.1 启动ICEM CFD并建立分析项目 50
3.4.2 导入几何模型 51
3.4.3 模型建立 51
3.5 管道几何模型修改实例分析 52
3.5.1 启动ICEM CFD并建立分析项目 52
3.5.2 导入几何模型 52
3.5.3 模型建立 53
3.5.4 网格生成 55
3.6 本章小结 56
第4章 二维平面模型结构网格划分 57
4.1 二维平面模型结构网格概述 57
4.2 三通弯管模型结构网格划分 57
4.2.1 导入几何模型 58
4.2.2 模型建立 58
4.2.3 创建2D块 59
4.2.4 分割块 60
4.2.5 删除块 61
4.2.6 块的几何关联 61
4.2.7 设定网格尺寸 64
4.2.8 预览网格 65
4.2.9 网格质量检查 65
4.2.1 0网格的生成 66
4.2.1 1 网格输出 66
4.2.1 2计算与后处理 67
4.3 汽车外流场模型结构网格划分 69
4.3.1 导入几何模型 69
4.3.2 生成块 70
4.3.3 网格生成 74
4.3.4 网格质量检查 76
4.3.5 网格输出 76
4.3.6 计算与后处理 77
4.4 变径管流模型结构网格划分 79
4.4.1 启动ICEM CFD并建立分析项目 79
4.4.2 创建几何模型 79
4.4.3 创建Block 82
4.4.4 定义网格参数 85
4.4.5 网格生成 86
4.4.6 导出网格 87
4.4.7 计算与后处理 88
4.5 导弹二维模型结构网格划分 90
4.5.1 启动ICEM CFD并建立分析项目 91
4.5.2 创建几何模型 91
4.5.3 创建Block 94
4.5.4 定义网格参数 97
4.5.5 网格生成 99
4.5.6 导出网格 100
4.5.7 计算与后处理 101
4.6 本章小结 105
第5章 三维模型结构网格划分 106
5.1 三维模型结构网格生成流程 106
5.2 Block（块）创建策略 107
5.2.1 Block（块）的生成方法 107
5.2.2 Block（块）的操作流程 108
5.2.3 O-Block基础 111
5.3 管接头模型结构网格划分 114
5.3.1 启动ICEM CFD并建立分析项目 114
5.3.2 导入几何模型 115
5.3.3 模型建立 115
5.3.4 生成块 118
5.3.5 网格生成 121
5.3.6 网格质量检查 127
5.3.7 网格输出 127
5.3.8 计算与后处理 128
5.4 管内叶片模型结构网格划分 131
5.4.1 启动ICEM CFD并建立分析项目 131
5.4.2 导入几何模型 132
5.4.3 模型建立 132
5.4.4 生成块 135
5.4.5 网格生成 141
5.4.6 网格质量检查 142
5.4.7 网格输出 143
5.4.8 计算与后处理 144
5.5 半球方体模型结构网格划分 147
5.5.1 启动ICEM CFD并建立分析项目 147
5.5.2 导入几何模型 148
5.5.3 模型建立 148
5.5.4 生成块 150
5.5.5 网格生成 153
5.5.6 网格质量检查 155
5.5.7 网格输出 155
5.6 弯管部件模型结构网格划分 156
5.6.1 启动ICEM CFD并建立分析项目 156
5.6.2 导入几何模型 156
5.6.3 模型建立 157
5.6.4 生成块 160
5.6.5 网格生成 167
5.6.6 网格质量检查 167
5.6.7 网格输出 168
5.6.8 计算与后处理 169
5.7 水槽三维模型结构网格划分 171
5.7.1 启动ICEM CFD并建立分析项目 171
5.7.2 导入几何模型 171
5.7.3 模型建立 172
5.7.4 生成块 174
5.7.5 网格生成 177
5.7.6 网格质量检查 178
5.7.7 网格输出 178
5.7.8 计算与后处理 179
5.8 本章小结 181
第6章 四面体网格自动生成 182
6.1 四面体网格概述 182
6.1.1 四面体网格生成方法 183
6.1.2 四面体网格生成流程 183
6.2 阀门模型四面体网格生成I 184
6.2.1 启动ICEM CFD并建立分析项目 184
6.2.2 导入几何模型 184
6.2.3 模型建立 184
6.2.4 网格生成 187
6.2.5 网格质量检查 191
6.2.6 网格输出 191
6.3 阀门模型四面体网格生成Ⅱ 192
6.3.1 启动ICEM CFD并打开分析项目 192
6.3.2 删除原先网格设置 192
6.3.3 网格生成 193
6.3.4 网格质量检查 195
6.3.5 网格输出 195
6.3.6 计算与后处理 196
6.4 弯管部件四面体网格生成实例 198
6.4.1 启动ICEM CFD并建立分析项目 198
6.4.2 导入几何模型 199
6.4.3 模型建立 199
6.4.4 网格生成 202
6.4.5 网格质量检查 204
6.4.6 网格输出 205
6.4.7 计算与后处理 206
6.5 飞船返回舱模型四面体网格自动生成 209
6.5.1 启动ICEM CFD并建立分析项目 209
6.5.2 导入几何模型 209
6.5.3 模型建立 210
6.5.4 定义网格参数 213
6.5.5 网格生成 214
6.5.6 导出网格 216
6.5.7 计算与后处理 217
6.6 本章小结 221
第7章 棱柱体网格自动生成 222
7.1 棱柱体网格概述 222
7.1.1 棱柱体网格生成方法 222
7.1.2 棱柱体网格生成步骤 223
7.2 水套模型棱柱体网格生成 223
7.2.1 启动ICEM CFD并建立分析项目 223
7.2.2 导入几何模型 223
7.2.3 模型建立 224
7.2.4 网格生成 224
7.2.5 网格编辑 226
7.2.6 生成棱柱网格 227
7.2.7 网格输出 231
7.3 阀门模型棱柱体网格生成 231
7.3.1 启动ICEM CFD并打开分析项目 232
7.3.2 网格检查 232
7.3.3 生成棱柱网格 232
7.3.4 网格编辑 234
7.3.5 网格输出 236
7.3.6 计算与后处理 236
7.4 弯管部件棱柱体网格生成 239
7.4.1 启动ICEM CFD并打开分析项目 239
7.4.2 网格检查 239
7.4.3 生成棱柱网格 239
7.4.4 网格编辑 242
7.4.5 网格输出 243
7.4.6 计算与后处理 243
7.5 本章小结 247
第8章 以六面体为核心的网格划分 248
8.1 以六面体为核心网格概述 248
8.2 机翼模型Hexa-Core网格生成 249
8.2.1 启动ICEM CFD并建立分析项目 249
8.2.2 导入几何模型 249
8.2.3 模型建立 249
8.2.4 网格生成 252
8.2.5 网格输出 258
8.2.6 计算与后处理 258
8.3 管内叶片Hexa-Core网格生成 261
8.3.1 启动ICEM CFD并建立分析项目 261
8.3.2 导入几何模型 261
8.3.3 模型建立 262
8.3.4 网格生成 265
8.3.5 网格输出 267
8.3.6 计算与后处理 268
8.4 弯管部件Hexa-Core网格生成 271
8.4.1 启动ICEM CFD并打开分析项目 271
8.4.2 网格生成 271
8.4.3 网格输出 273
8.4.4 计算与后处理 273
8.5 巡航导弹模型Hexa-Core网格生成 277
8.5.1 启动ICEM CFD并建立分析项目 277
8.5.2 导入几何模型 277
8.5.3 模型建立 277
8.5.4 定义网格参数 279
8.5.5 网格生成 280
8.5.6 导出网格 285
8.5.7 计算与后处理 286
8.6 飞艇模型Hexa-Core网格生成 291
8.6.1 启动ICEM CFD并建立分析项目 291
8.6.2 导入几何模型 291
8.6.3 模型建立 291
8.6.4 定义网格参数 293
8.6.5 网格生成 294
8.6.6 导出网格 297
8.6.7 计算与后处理 297
8.7 本章小结 302
第9章 混合网格划分 303
9.1 混合网格概述 303
9.2 管内叶片混合网格生成 304
9.2.1 启动ICEM CFD并建立分析项目 304
9.2.2 导入几何模型 304
9.2.3 分割模型 304
9.2.4 模型建立 306
9.2.5 生成四面体网格 309
9.2.6 生成六面体网格 310
9.2.7 合并网格 312
9.2.8 网格质量检查 314
9.2.9 网格输出 314
9.2.1 0计算与后处理 315
9.3 弯管部件混合网格生成 318
9.3.1 启动ICEM CFD并建立分析项目 318
9.3.2 导入几何模型 318
9.3.3 分割模型 318
9.3.4 模型建立 319
9.3.5 生成四面体网格 323
9.3.6 生成六面体网格 324
9.3.7 合并网格 327
9.3.8 网格质量检查 329
9.3.9 网格输出 329
9.3.1 0计算与后处理 330
9.4 本章小结 333
第10章 曲面网格划分 334
10.1 曲面网格概述 334
10.1.1 曲面网格类型 334
10.1.2 曲面网格生成流程 335
10.2 机翼模型曲面网格划分 335
10.2.1 启动ICEM CFD并建立分析项目 335
10.2.2 导入几何模型 335
10.2.3 网格生成 336
10.2.4 网格编辑 341
10.3 圆柱绕流曲面网格划分 342
10.3.1 启动ICEM CFD并建立分析项目 342
10.3.2 建立几何模型 342
10.3.3 网格生成 347
10.3.4 网格质量检查 348
10.3.5 网格输出 349
10.3.6 计算与后处理 349
10.4 半圆曲面曲面网格划分 352
10.4.1 启动ICEM CFD并建立分析项目 352
10.4.2 建立几何模型 352
10.4.3 生成块 354
10.4.4 网格生成 356
10.4.5 网格质量检查 357
10.5 冷、热水混合器曲面网格划分 357
10.5.1 启动ICEM CFD并建立分析项目 358
10.5.2 建立几何模型 358
10.5.3 定义网格参数 361
10.5.4 生成网格 361
10.5.5 导出网格 363
10.5.6 计算与后处理 363
10.6 二维喷管曲面网格划分 366
10.6.1 启动ICEM CFD并建立分析项目 366
10.6.2 建立几何模型 366
10.6.3 定义网格参数 369
10.6.4 生成网格 369
10.6.5 导出网格 372
10.6.6 计算与后处理 372
10.7 本章小结 375
第11章 网格编辑 376
11.1 网格编辑基本功能 376
11.2 机翼模型网格编辑 384
11.2.1 启动ICEM CFD并建立分析项目 384
11.2.2 导入几何模型 384
11.2.3 网格生成 385
11.2.4 网格编辑 386
11.2.5 网格输出 390
11.2.6 计算与后处理 391
11.3 导管模型网格编辑 394
11.3.1 启动ICEM CFD并建立分析项目 394
11.3.2 导入几何模型 395
11.3.3 模型建立 395
11.3.4 生成块 397
11.3.5 网格生成 399
11.3.6 网格编辑 401
11.3.7 网格输出 403
11.3.8 计算与后处理 404
11.4 弯管部件网格编辑 405
11.4.1 启动ICEM CFD并打开分析项目 406
11.4.2 网格编辑 406
11.4.3 网格输出 407
11.4.4 计算与后处理 407
11.5 本章小结 411
第12章 ICEM CFD在Workbench中的应用 412
12.1 弯管的稳态流动分析 412
12.1.1 启动Workbench并建立分析项目 412
12.1.2 导入几何体 414
12.1.3 划分网格 415
12.1.4 边界条件 418
12.1.5 初始条件 420
12.1.6 求解控制 420
12.1.7 计算求解 420
12.1.8 结果后处理 422
12.1.9 保存与退出 423
12.2 三通管道内气体流动分析 424
12.2.1 启动Workbench并建立分析项目 424
12.2.2 导入几何体 425
12.2.3 划分网格 426
12.2.4 边界条件 431
12.2.5 初始条件 434
12.2.6 求解控制 434
12.2.7 计算求解 435
12.2.8 结果后处理 436
12.2.9 保存与退出 438
12.3 子弹外流场分析实例 438
12.3.1 启动Workbench并建立分析项目 438
12.3.2 导入几何体 440
12.3.3 划分网格 441
12.3.4 边界条件 447
12.3.5 初始条件 448
12.3.6 计算求解 449
12.3.7 结果后处理 450
12.3.8 保存与退出 451
12.4 本章小结 451
参考文献 452